沟沿线不仅是黄土地貌正地形、负地形的基本分界线，往往也是侵蚀最为强烈的区域，其形态特点和演化特征与黄土高原地貌发展及侵蚀产沙有密切的关系，因此，深化对沟沿线存在的内涵与表现的外延的研究，无疑应当成为黄土高原深入研究的重要切入点，有重要的意义。本研究在广泛总结前人研究成果与研究经验后，首先提出以成因、空间分布、形态、数量、显著性、发展速度、扩展方式为基本依据的黄土地貌沟沿线的科学分类体系；并发展完善了基于格网数字高程模型的沟沿线提取算法，提出了一种沟沿线坡面邻域形态判断与数学形态学图像处理结合的提取方法。接着建立沟沿线从微观到宏观，从整体到局部的多尺度形态量化指标体系，其中，流域尺度沟沿线量化指标包括：沟沿线圆度率、对称度以及狭长度。流域尺度指标能很好的描述某完整流域沟沿线的平面空间展布形态特点。沟壑尺度量化指标包括：平均坡度、平均比降、高差、沟沿线密度、沟沿线明显度和分维值。沟壑尺度的沟沿线量化指标不仅能够表示出某区域内沟沿线的形态特点，且能从一定程度上进一步反映出地貌发育阶段和侵蚀规律。坡面尺度的沟沿线指标能够具体的反映出某段沟沿线特点。在此基础上，通过对陕北黄土高原地区选取了48个典型样区沟沿线特征指标的空间分异研究可以看出：平均坡度能够从一定程度上反映出样区的临界坡度值；沟沿线的平均比降指标不仅与研究区域地形有关，也与沟沿线发展潜力有密切的关系；沟沿线上的高差反映区域总体地形特点；沟沿线明显度所度量的沟沿线显著性在黄土高原的分异有一定的规律性，与沟壑发育进程相关，和实际情况相一致；沟沿线的分维值与沟壑密度有较好的对应关系。通过室内模拟小流域数据的实验，能够很好的在一个时间序列上反映沟沿线的性质以及变化发展。本文是对沟沿线本身的一次较为系统全面的研究，其结果有助于深化对黄土侵蚀地貌及沟沿线发育的认识，对相关研究有一定的借鉴意义。